2 boyutlu malzeme tabanlı yenilikçi uygulamalar
2d material-based innovative applications
- Tez No: 975946
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK DİRİSAĞLIK, DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET BAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kimyasal buhar çöktürme, Chemical vapor deposition
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Telekomünikasyon - Sinyal İşleme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gelişen teknolojiyle günlük yaşamda yaygınlaşan elektronik cihazlar, enerjiye olan ihtiyacı da artırmıştır. Bu ihtiyaca çözüm olarak, borofen; yüksek elektriksel iletkenliği, geniş yüzey alanı, mekanik dayanıklılığı ve benzersiz iki boyutlu yapısıyla enerji depolama teknolojilerinde yenilikçi ve umut vadeden bir malzeme olarak öne çıkmaktadır. Grafene benzer iki boyutlu (2B) yapısı olan ve aynı zamanda en hafif 2B malzeme olarak bilinen borofen, geniş yüzey alanı ile üstün mekanik ve elektriksel özellikleri sayesinde yalnızca yüksek güç yoğunluklu enerji depolama sistemlerinde değil, aynı zamanda esnek elektronikler, sensörler ve fotovoltaik sistemler gibi birçok ileri teknoloji alanında da çeşitli uygulama potansiyeline sahiptir. Bu tez, 2B malzemelerden borofenin Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) tekniğiyle farklı alttaşlar üzerinde sentezlenmesini ve süperkapasitör elektrotları olarak elektrokimyasal performanslarının değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Gaz akış oranları, alttaş sıcaklığı, kimyasal toz oranları (B/B2O3) gibi optimize edilmiş parametre değerleriyle CVD tekniği kullanılarak bakır, molibden ve tungsten alttaşlar üzerinde tek katmanlı borofen yapılarının tekrarlanabilir olarak üretimi kontrollü olarak sentezlenmiş ve süperkapasitör elektrotları olarak elektrokimyasal performansları incelenmiştir. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), X – Işını Kırınımı (XRD), Raman spektroskopisi ve X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) dahil olmak üzere yapısal karakterizasyonlar, alttaşa bağlı kalınlık ve morfolojiye sahip kristal ve düzgün borofen katmanlarının oluşumunu doğrulamıştır. CVD tekniğiyle bakır, molibden ve tungsten alttaşlar üzerinde sentezlenen borofen yapılarının elektrot olarak kullanıldığı süperkapasitör elektrotlarının kapasitans değerleri belirlenmiştir. 10000 döngü sonrası, molibden tabanlı elektrotlar yüksek, bakır tabanlılar orta seviyede kapasite tutma gösterirken; tungsten tabanlılar yalnızca 1000 döngüye kadar yüksek performans sergilemiştir. Sonuçlar, substrat seçiminin borofenin elektrokimyasal özelliklerini, kararlılığını ve büyüme karakteristiklerini önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
With the growing number of electronic devices driven by advancing technology, the demand for energy is rapidly increasing. Borophene, with its exceptional electrical conductivity, high surface area, mechanical strength, and unique 2D structure, emerges as a highly promising material for energy storage. As the lightest 2D material, similar to graphene, it holds great potential not only in batteries and supercapacitors but also in advanced technologies like flexible electronics, sensors, and photovoltaic systems. This thesis aims to synthesize borophene, one of the 2D materials, on different substrates by Chemical Vapor Deposition (CVD) technique and to evaluate their electrochemical performances as supercapacitor electrodes. With optimized parameter values such as gas flow rates, substrate temperature, chemical powder ratios (B/B2O3), monolayer borophene structures were synthesized on copper, molybdenum and tungsten substrates in a reproducible and controlled manner and their electrochemical performances as supercapacitor electrodes were investigated by using the CVD technique. Structural characterizations including Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM), X-Ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) confirmed the formation of crystalline and uniform borophene layers with substrate-dependent thickness and morphology. The capacitance values of supercapacitor electrodes using borophene structures synthesized on copper, molybdenum and tungsten substrates as electrodes were determined by CVD technique. After 10000 cycles, Mo-based electrodes showed high capacitive properties, Cu-based moderate retention, while W-based maintained high performance only up to 1000 cycles.. Results show that substrate selection greatly impacts borophene's electrochemical properties, stability, and growth.
Benzer Tezler
- Novel quantum dot and fluorescent protein based liquidlight-emitting diodes and luminescent solar concentrators
Yeni kuantum nokta ve floresan protein tabanlı sıvı ışık yayan diyotlar ve lüminesans güneş konsantratörleri
SADRA SADEGHI
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU
- Developing a pressure sensor for 3D nonwoven assemblies by using novel spacer stitching technology
Yenilikçi aralıklı dikiş teknolojisi kullanarak 3D dokumasız yüzeyler için basınç sensörü geliştirilmesi
RANA NUR MULA
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER GÜRARSLAN
- Compressed sensing based 3D image reconstruction in digital breast tomosynthesis and micro-bioimaging
Sayısal meme tomosentezinde ve mikro biyogörüntülemede sıkıştırılmış algılama tabanlı 3B görüntü geri çatma
ADEM POLAT
Doktora
İngilizce
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSA YILDIRIM
- Design, advanced manufacturing, and performance evaluation of optical sensor-integrated laminated composite monoleaf springs for heavy commercial vehicles: A numerical and experimental study
Ağır ticari araçlar için optik sensör entegreli lamine kompozit tek katlı yaprak yayların tasarımı, ileri üretimi ve performans değerlendirmesi: Sayısal ve deneysel bir çalışma
MUSTAFA BAŞARAN
Doktora
İngilizce
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
- An investigation into the building information modeling applications in the construction project management
İnşaat proje yönetimi aşamalarında yapı bilgi modellemesi kullanımı üzerine bir inceleme
İMGE KIVIRCIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEGÜM SERTYEŞİLIŞIK